หุ่นยนต์ควบคุมการออกแบบความร้อน

    หุ่นยนต์เป็นเครื่องจักรอัตโนมัติที่สามารถแทนที่มนุษย์เพื่อทำงานอันตรายและซับซ้อนในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีโครงสร้าง เป็นความซับซ้อนของเครื่องจักร อิเล็กทรอนิกส์ ซอฟต์แวร์ และการรับรู้ มันแตกต่างจากสินค้าอุปโภคบริโภค มีชิ้นส่วนหุ่นยนต์มากมาย หากโครงร่างเบื้องต้นไม่ได้รับการพิจารณาอย่างครบถ้วน มักจะใช้ทรัพยากรบุคคลและวัสดุจำนวนมาก และบางครั้งก็นำไปสู่ทั้งร่างกาย ดังนั้น ในกระบวนการพัฒนาในช่วงแรก จึงจำเป็นต้องใช้วิธีการที่เชื่อถือได้ เช่น การออกแบบทางกล การออกแบบทางความร้อน และการวิเคราะห์ของไหล เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยง ลดจำนวนการพิสูจน์อักษร และทำให้วงจรการพัฒนาสั้นลง

ข้อกำหนดการกระจายความร้อน:

ดังที่แสดงไว้ในคำอธิบาย เนื่องจากข้อจำกัดของโครงสร้างและปริมาตร โมดูลควบคุมไดรฟ์ 7 ตัวจำเป็นต้องรวมเข้ากับส่วนควบคุมการพัฒนา และโมดูลควบคุมไดรฟ์แต่ละตัวจะควบคุมมอเตอร์ โมดูลควบคุมไดรฟ์เป็นพื้นผิวอะลูมิเนียมซึ่งเป็นแผ่นเคลือบทองแดงหุ้มด้วยโลหะที่มีฟังก์ชันการกระจายความร้อนที่ดี ความต้านทานต่ออุณหภูมิของพื้นผิวอะลูมิเนียม (TS) ของโมดูลควบคุมไดรฟ์คือ 85 องศา เมื่ออุณหภูมิสูงเกิน 85 องศา โมดูลควบคุมไดรฟ์จะหยุดทำงาน คำแนะนำอย่างเป็นทางการคือ TS น้อยกว่าหรือเท่ากับ 80 องศา หุ่นยนต์นี้ใช้กับผลิตภัณฑ์หุ่นยนต์ทางการแพทย์ อุณหภูมิสูงสุดของสภาพแวดล้อมในการทำงานของหุ่นยนต์คือ 25 องศา ซึ่งมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับอุณหภูมิเปลือก มอเตอร์เจ็ดตัวทำงานพร้อมกัน: 10 วินาที น้อยกว่าหรือเท่ากับ t น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 นาที และอุณหภูมิสูงสุดจะต้องน้อยกว่าหรือเท่ากับ 51 องศา

การวิเคราะห์ก่อนเฟส:

โมดูลควบคุมไดรฟ์เป็นพื้นผิวอลูมิเนียม ดังนั้นโมดูลควบคุมไดรฟ์จำเป็นต้องถ่ายเทความร้อนไปยังโครงสร้างผ่านแผ่นระบายความร้อน จากการคำนวณก่อนหน้านี้ การบังคับการระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นสิ่งจำเป็นในพื้นที่จำกัดเพื่อให้มั่นใจถึงข้อกำหนดการกระจายความร้อนโดยรวม มีสองวิธีในการวางแผนการกระจายความร้อน:

1. โมดูลไดรฟ์เจ็ดตัวติดอยู่บนแผงระบายความร้อน และแผงระบายความร้อนพร้อมพัดลมไหลตามแนวแกนและเปลือกแขนกลได้รับการออกแบบมาสำหรับท่ออากาศ เส้นทางการนำความร้อนของการออกแบบนี้มีดังต่อไปนี้: โมดูลควบคุมไดรฟ์ → แผ่นระบายความร้อน → แผ่นระบายความร้อน → อากาศในช่อง (การพาความร้อนแบบบังคับ) → เปลือกช่อง → อากาศภายนอกช่อง (การพาความร้อนตามธรรมชาติบวกกับการแผ่รังสีความร้อน) อย่างไรก็ตาม ในการออกแบบนี้ อากาศในช่องไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับอากาศภายนอก และมีความต้านทานความร้อนที่ดีอยู่ตรงกลาง นำไปสู่ประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ไม่ดี

2. โมดูลไดรฟ์ทั้งเจ็ดติดตั้งโดยตรงกับเปลือกของหุ่นยนต์ เพิ่มการออกแบบครีบให้กับเปลือกของหุ่นยนต์ ติดตั้งพัดลมแนวแกนไว้ด้านนอกเปลือกของหุ่นยนต์ และเพิ่มแผ่นปิดสำหรับการออกแบบท่ออากาศ

การจำลองความร้อน:

การใช้ซอฟต์แวร์การจำลองอัจฉริยะเพื่อลดความซับซ้อนของโมดูลและดำเนินการวิเคราะห์ข้อมูลการจำลองความร้อน

ตามไดอะแกรมเมฆจำลองอุณหภูมิความร้อนของเปลือก ตำแหน่งที่มีอุณหภูมิเปลือกสูงกว่าอยู่ทางด้านขวา เปลือกด้านบนสูงสุด=44.9 องศา ต่ำสุด=42.35 องศา และอะลูมิเนียม วัสดุพิมพ์ของบอร์ดควบคุมไดรฟ์สูงสุด=47.6 องศา ซึ่งตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ

ด้วยการวิเคราะห์การออกแบบการระบายความร้อน วิศวกรสามารถมีความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นว่าการออกแบบการระบายความร้อนถูกรวมเข้ากับการออกแบบโครงสร้างอย่างไรในช่วงเริ่มต้นของการออกแบบ และแนวคิดนี้สามารถใช้สำหรับการอ้างอิงในกระบวนการออกแบบที่ตามมาเพื่อเป็นแนวทางในการออกแบบโครงสร้าง ในขณะเดียวกัน การจำลองความร้อนสามารถค้นหาข้อบกพร่องในการออกแบบได้อย่างรวดเร็วและปรับทิศทางการออกแบบให้เหมาะสม